基于多光谱影像的水体自动提取方法比较研究

以鄱阳湖湿地及附近水域为研究区,基于Landsat OLI影像从水体错提率和面积精度两方面比较了单波段阈值法、归一化差异水体指数法(NDWI)、改进的归一化差异水体指数法(MNDWI)、新型水体指数法(NWI)提取湿地水体的效果。并针对传统提取方法中阈值难以确定的问题,引入直方图波谷法、大津法、迭代法计算阈值。结果表明:单波段阈值法的提取效果较差,3种水体指数法均能对水体进行有效提取;直方图波谷法的计算效果不稳定,不适合计算此次水体提取方法的阈值;大津法和迭代法均能较准确地计算阈值,其中大津法结合新型水体指数法(NWI)精度最高。     

基于Landsat 8影像的地表水体指数提取方法研究——以鄱阳湖为例

为探究不同水体提取方法在鄱阳湖的提取效果，明确不同水体指数的影响因素和适用范围，以鄱阳湖主湖区Landsat 8遥感影像为基础，构建归一化差异水体指数（MNDWI）、自动水体指数（AWEIsh）、WI2015指数以及浮游藻类指数（FAI）对水体信息进行提取，并采用Sentinel-2 MSI卫星影像人工目视解译的成果验证各项指数提取精度。结果表明：Landsat 8影像能够支持大范围复杂地形水体提取研究，可以为水体提取提供丰富的地物光谱信息。四种水体指数在基于阈值提取的情况下，MNDWI指数提取水体的精度最高为95.50%、Kappa系数为0.870 8，能较好的去除大气影响，适用于各种典型区域、效果最佳。AWEIsh精度仅次于MNDWI指数，且在提取内陆湖泊方面优于MNDWI指数，在后期的研究中对于内陆湖泊范围较大的区域水体提取可以作为补充指数。     

基于多种水体指数的城市碧道水体遥感提取方法对比研究

作为最常见的水体遥感提取方法之一,水体指数可用于城市碧道水体监测.基于哨兵2号遥感影像,该文分析比较了双线性插值、Gram-Schmidt(GS)全色锐化方法对于MNDWI、WI水体指数提取结果的影响,并与NDWI水体指数提取结果开展对比.各水体指数均可有效提取城市碧道水体,各项提取精度指标在80％以上,其中GS对应的...     

基于时序高分一号影像的平原河网区水体信息快速提取研究

水体信息的高精度提取是区域水资源利用研究的基础和关键。为改善平原河网区水体遥感信息提取中城镇、阴影和裸土等像元混淆问题,基于多时相高分一号影像,提出时序归一化水体指数(NDWI)、归一化植被指数(NDVI)和近红外波段反照率信息相结合的决策树水体信息提取方法,并以江淮下游典型平原区开展实证研究。试验结果表明,多时相光谱信息的使用有效改善了阴影和裸土等像元的混淆,提高了较小水体的提取精度,总体精度为93%,Kappa系数为0.85,更合理地反映了水面率呈自西向东逐渐减少的空间特征,研究成果可为其他平原区水体信息提取提供借鉴。     

基于归一化水体指数及其阈值自适应算法的水体遥感反演效果分析

归一化水体指数（NDWI）是水体遥感反演的一种重要指标，其阈值及修正直接影响反演结果的精度。基于Landsat-8与GF-1光学多光谱影像，使用归一化水体指数法阈值0（TH₀）、最大类间方差法（OTSU）自适应阈值（TH_otsu）与均值漂移聚类算法（Mean-Shift）自适应阈值（TH_MS）分别对典型正常水体、云雾覆盖水体、富营养化水体、高含泥沙水体进行水体遥感提取与效果分析，结果表明：正常水体以TH₀为阈值提取精度最高，THMS提取精度次之，TH_otsu提取精度最差；而云雾覆盖水体、富营养化水体以及含泥沙水体使用THMS提取精度最高，尤其少量云雾覆盖下的水体，TH_MS具有更明显的优势，TH₀提取精度次之，TH_otsu提取精度最差；对于不同的阈值，Land?sat-8比GF-1总体表现出更高的水体提取精度。Mean-Shift算法应用于NDWI阈值修正与水体遥感反演具有快速、水质适应性强、效果稳定的优势，对尤其是复杂条件下的水体信息遥感反演具有较好的提取效果。     

大伙房水库水体精确提取及变化检测

利用NDWI,MNDWI,SVM及FCLS方法结合Google高分辨率影像,研究遥感影像水体信息的精确提取,对各种方法提取的面积精度进行评价,选择水体提取最优方法。FCLS提取的水体边界与Google基准影像提取的水体边界吻合度更高,FCLS方法适合大伙房水库等大型水体边界的精确提取。利用FCLS法对4月12日和27日Landsat 8影像进行分类和变化检测,水体面积增加了3.439 km~2。     

丹江口水库水域面积动态变化研究

以LANDSAT的TM/ETM＋多时相遥感影像为数据,采用NDWI和MNDWI两种模型定量研究丹江口库区1999年-2006年水域面积动态变化。研究表明,从1991年到2006年期间,丹江口水库的水域面积稳定在300km2至385km2之间。NDWI和MNDWI都能准确提取丹江口水库水域面积,MNDWI模型更适合该地区水体信息定量提取研究。     

基于PCA和SVM的遥感影像水体提取方法及验证

针对内陆湖泊水质及光谱特性空间差异性大、支流水系结构复杂而导致的遥感影像水体提取精度低的问题,提出了结合光谱主成分分析(PCA)及支持向量机(SVM)的PCA-SVM水体提取算法。基于GF-1卫星遥感影像,对原始影像光谱波段特征进行PCA降维,从中优选熵、方差、差异性纹理特征向量,结合原始波段及归一化差分水体指数(NDWI),构建了8维特征向量,并基于SVM算法提取湖泊水体。以巢湖洪水期与非洪水期影像为研究实例,分别采用NDWI法、传统SVM算法及PCA-SVM算法对水体进行提取,并进一步基于PCA-SVM算法对2020年汛期巢湖洪水期淹没演变过程进行反演和跟踪,定量解析特征向量组合及SVM惩罚系数C对水体提取性能的影响。结果表明：PCA-SVM算法提取的湖泊完整、支流连续,显著改善了含蓝藻水体漏提、建筑物误提等问题;洪水期和非洪水期提取结果的F1分数分别为95.08%和97.95%,虚警率分别为5.43%和1.13%,提取精度显著高于NDWI法和SVM算法。     

基于ETM+图像的厦门湾水体信息提取

选取厦门湾地区部分遥感图像作为试验区域,应用阈值法、谱间关系法、MNDWI指数法3种方法进行水体提取.将提取结果与同期实测水深数据对比,评价各种方法的提取精度.结果表明:MNDWI指数法兼具前两种方法的优点,能排除阴影和云层等信息的干扰,从而较为准确地提取水体.最后应用该方法对整个厦门湾地区的水体信息进行了提取,形成水体信息专题图,从而对厦门市的水体情况进行分析.     

基于遥感技术的洱海水域面积提取方法研究

湖泊作为区域地表水循环中的一个重要载体,对区域的水资源环境平衡发挥着重要作用。本文运用遥感技术,以2010年ETM+作为数据源,对遥感图像进行预处理之后,通过应用缨帽变换、归一化差分水体指数(NDWI)和增强型水体指数(EWI)3种方法,分别对云南省大理州洱海2010年的水域面积进行提取,比较方法准确性。通过对比效果得出,针对取洱海水域面积3种方法提取效果都非常好,其中归一化差分水体指数法能够更为准确而且快速的提取出水体面积。     

基于RS和GIS的磨盘山水库面积提取方法研究

本文基于遥感水体指数法和矢量化方法,以磨盘山水库Landsat8OLI遥感数据为基础资料,定量获取水库水域面积,并探究各个提取方法的优势与不足。结果表明:矢量化法获取的面积相对误差率最小,仅为0.072%,遥感水体指数的相对误差较大;遥感水体指数法具有快速、简捷、精准和效率高等优势,MNDWI法计算结果最佳,MNDWI和NDWI法相对误差分别为1.32%和4.21%;MNDWI法提取的水体信息能够满足水库水体监测与应急监测需求。     

基于四种水体指数的艾比湖水面提取及时空变化分析

以Landsat5/7/8系列遥感影像为数据源,利用归一化差异水体指数(Normalized difference water index,NDWI)、改进的归一化差异水体指数(Modified normalized difference water index,MNDWI)、自动水体指数(Automated water extraction index,AWEI)、改进的自动水体指数(Modified automated water extraction index,MAWEI )提取艾比湖水体,建立混淆矩阵对4种水体指数提取结果进行对比分析,利用精度最高指数提取艾比湖面积并通过动态度分析湖泊面积变化趋势,同时对艾比湖面积变化的驱动因素进行分析。结果表明:MAWEI指数精度最高,精度达到95%以上,Kappa系数＞0.94。2000—2003年期间,艾比湖面积从768.93 km²增加至982.27 km²,湖泊面积增加27.74％、动态度为9.24％;2003—2014年期间,湖泊面积减至447.08 km²,湖泊面积缩减54.48％、动态度为-4.95％;2014—2018年期间,湖泊面积再次增加至852.77 km²,湖泊面积增加90.74%、动态度为22.68％;2018-2020年湖泊面积减至593.79 km²,湖泊面积缩减30.36％、动态度为-15.18％,总的来说近20 a艾比湖面积变化呈现先扩张再退缩的趋势。湖泊面积变化与年均降水量呈正相关,与蒸发量呈负相关,与博尔塔拉河和精河径流量呈正相关。水资源的减少及其周围人口、灌溉面积及生产值持续增长引起经济社会总用水量的激增,对湖泊面积变化产生一定的影响。研究成果对艾比湖生态环境保护有一定参考意义。     

水库水体的最大类间方差迭代遥感提取方法

针对利用遥感影像结合经验阈值提取水体信息需要进行大量试验,难以客观地确定水体与非水体分割阈值的问题,在最大类间方差法的基础上提出了最大类间方差迭代法来优化提取水库水体信息。基于高分一号(GF-1)卫星影像数据,使用归一化差分水体指数(NDWI)法初步提取了水体信息,通过形态学膨胀算法建立缓冲区,采用多次迭代最大类间方差法计算自适应阈值,用于分割水体与非水体,从而实现水体最优提取。实例验证结果表明,提出的优化方法可以有效地消除建筑等非水体地物信息的干扰,较准确地提取水库水体信息在不同时期的特征,总体分类精度与Kappa系数较最大类间方差法提取结果分别提高了9.36%和24.09%,综合精度平均提高了10.42%。     

TM影像湿地水体信息自动提取方法研究

在杨存建等人发现Landsat TM影像中水体具有TM2＋TM3〉TM4＋TM5的特征的基础上，分析了水体及其它几类主要地物的光谱特性在TM影像中的表现特征，发现水体、居民地的阴影以及山体阴影都具有TM2＋TM3〉TM4＋TM5的特点，但是3者（TM2＋TM3）／（TM4＋TM5）的比值却存在着较大的差异，所以辅以适合的阈值（水体（TM2＋TM3）／（TM4＋TM5）〉2．0）可以将水体信息区别于其它所有的地物。并将该方法分析了含不同水体类型的福州市TM遥感影像进行了实验，研究发现用该方法可以将水体与全部居民地的阴影和山体阴影区分开来，实验取得了良好的效果。该方法可用于快速、简便和准确地提取城市和山区中的水体信息，同时克服了水体提取中难于消除阴影（居民地阴影与山体阴影）的难题？     

基于星载SAR 数据的山区水体提取方法研究

具有全天候和全天时监测能力的星载SAR已经广泛应用于地表水体信息提取,但是因SAR的成像方式为斜距成像,在山区影像有显著的几何形变,将严重影响到影像的几何定位和水体信息的提取.本文以EnvisatASAR数据为例,探讨一种山区水体信息提取方法,即基于DEM的SAR图像模拟技术,对图像精确地正射校正和进一步的对运用双峰法提取的水体作山体阴影剔除.实验研究表明,此方法能很好的修正图像形变、减少山体阴影与水体混淆,提高了水体提取的精度.     

基于Landsat8影像的泾河峡谷段高含沙河流信息提取方法

为了克服从遥感影像中提取高山峡谷型河流信息过程中遇到的山体阴影、水库下游基岩裸露等构成的混合像元效应,提出一种基于Landsat₈ OLI影像的自动提取高山峡谷窄深型高含沙量河流信息的多波段谱间关系的改进方法。以黄土高原泾河中游为例,利用多波段光谱特征,分离水体与山体阴影、裸露山体、基岩边滩,构建适用于高山峡谷窄深型高含沙量河流信息提取的模型。与其他水体信息提取模型相比,该方法克服了山体阴影、水库下游基岩对水体信息提取的影响,提高了高山峡谷窄深型高含沙量河流信息的提取精度。     

基于归一化水体指数的水域面积估算研究

以ETM+影像为数据源,采用2种归一化水体指数分别从遥感数据中定量提取水域面积,并将提取结果和监督分类提取结果做比较.研究表明,3种模型都能从ETM+遥感数据中准确提取水体信息,并且归一化水体指数模型简单计算速度快,适合用于水域面积的动态监测.选用优良的训练样本,监督分类提取的结果和归一化差异水体指数相同或者更优.     

近40年来中国西北内陆5个典型湖泊面积变化遥感分析

在全球气候变暖的背景下,研究中国西北内陆地区湖泊的面积变化不仅对水资源管理和可持续发展战略有着重要意义,也为评价气候变化与人类活动对湖泊的影响提供参考。以中国西北内陆区5个典型湖泊为研究对象,利用1970-2015年的Landsat MSS/TM/ETM+/OLI影像数据,利用归一化差异水体指数(Normalized Difference Water Index,NDWI)和改进型归一化差异水体指数(Modified Normalized Difference Water Index,MNDWI)分别提取5个典型湖泊边界并获取湖泊面积,同时利用5个典型湖泊周边的气象站降雨量、蒸发量等气象数据,尝试分析湖泊面积发生变化的原因。结果表明:红碱淖近30年来面积呈减小趋势,入湖河流拦蓄和煤炭地下开采等是导致面积减少的原因;博斯腾湖近40年来的面积呈先增加后减少的趋势,其面积变化主要受地表径流和积雪融水的影响;呼伦湖近40年来面积呈减少的趋势,其面积变化主要受入湖径流量的影响;贝尔湖近30年来呈相对稳定的趋势,其面积变化主要入湖径流量的影响;青海湖近40年来面积呈现先减小后增大的趋势,其面积变化主要受区域降水和入湖径流量的影响。     

近30年黄河流域水体面积变化与影响因素分析

黄河水资源状况是社会关注的重点和热点。文章基于Google Earth Engine云平台、Landsat5/7/8数据与JRC数据,利用MNDWI指数与基于阈值的多波段谱间关系法提取了1990—2020年黄河流域丰水期与枯水期的地表水体并分析其时空分布特征,利用累积量斜率变化分析法量化出自然和人类活动因素对地表水体面积变化的贡献率。结果表明：(1)黄河流域内枯水期与丰水期的水体面积差异主要体现在自然水体,尤以中游干流最为明显;(2)在枯水期内人类活动因素对地表水体面积变化的贡献率较丰水期大;人类活动对水体面积的贡献率在中游最大(丰水期47.81%,枯水期76.47%)。     

基于Landsat及ICESat和Hydroweb的太湖容积变化监测

为得到太湖长期动态变化过程,利用1975—2015年Landsat数据,基于归一化差异水体指数法(NDWI)和改进型归一化差异水体指数法(MNDWI)提取湖泊面积数据,并基于ICESat和Hydroweb数据提取太湖水位数据。将两者相结合,得到了太湖容积变化和水量平衡数据。据此,分析了太湖水位、面积和容积变化的规律和趋势,并对其影响因素进行了研究。结果表明,太湖面积和容积变化近40年来呈缓慢增长趋势,分别从1975年的2 320.07 km~2和-0.047 0 km~3增长到了2015年的2 341.06 km~2和0.275 9 km3,增长趋势不明显;太湖水位总体上呈波动变化趋势,水位从1975年的0.982 6 m变为2015年的1.135 9 m。因此,太湖水位与面积相关性中等(R2≈0.65),容积变化与面积和水位变化的相关性较高(R~20.85)。太湖水量平衡为正平衡且变化不大,为0.009 2 km~3。入湖水量的增加、年降雨量和年蒸发量的变化及政府"退地还湖"政策是导致太湖发生变化的主要原因。